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科學發現2顆超級地球

生活 更新时间:2024-08-26 12:15:21

科學發現2顆超級地球(新發現兩顆超級地球)1

人類尋找外星生命和文明主要有兩大方式,一種是用諸如“中國天眼(FAST)”這樣的射電望遠鏡來接收外星信号,還有一種是尋找太陽系外的宜居星球。

根據《天文學與天體物理學》(Astronomy & Astrophysics)雜志發表的一項新研究[1],天文學家新發現了兩顆超級地球,它們都要比地球更大,都有可能是适居行星,而且其中有一顆或是目前已發現第二适居的星球。

最像地球的外星世界

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已知最有可能存在外星生命的系外行星為TRAPPIST-1e,它位于41光年之外。TRAPPIST-1e的主恒星TRAPPIST-1已經存在了76億年,它已知擁有7顆行星,它們都是岩質行星。

TRAPPIST-1e比地球小一些,質量為地球的77%,半徑為地球的91%。研究顯示,這顆行星處在宜居帶範圍内,它可能擁有濃厚的大氣層,表面溫度适合液态水存在。

科學發現2顆超級地球(新發現兩顆超級地球)3

另一方面,開普勒-452b也被認為是一顆最像地球的系外行星之一。開普勒-452b位于1830光年之外,其主恒星開普勒-452幾乎就是太陽的翻版,無論是質量,還是溫度,都非常接近于太陽。

而且就像地球那樣,開普勒-452b的軌道半徑也是1個天文單位左右,這意味着它正處于宜居帶中。隻不過這顆行星要比地球大了不少,它的質量高達地球的5倍,半徑為地球的1.5倍。

兩顆超級地球

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這一次天文學家新發現的兩顆超級地球LP 890-9b和LP 890-9c位于南天的波江座,距離地球大約105光年。通過淩日法,即行星周期性經過恒星前方,遮擋住極少部分的星光,通過探測恒星光度的細微變化,就能确定行星的存在。

這兩顆行星的主恒星LP 890-9為一顆暗淡的紅矮星,它的質量還不到太陽的八分之一。質量越小的恒星,也會顯得更暗更冷,它的表面溫度僅有2600℃,這比太陽表面溫度低了2900℃。

科學發現2顆超級地球(新發現兩顆超級地球)5

如果那裡行星的軌道半徑與地球差不多,那麼,它将無法接收到足夠多的恒星能量,表面溫度将會低至零下百來度。而新發現的兩顆行星都非常靠近主恒星,這讓它們都有可能是宜居星球。

LP 890-9b距離主恒星隻有280萬公裡,它的公轉周期隻有2.7個地球日,過一年隻要2.7天,它比地球大了30%。LP 890-9c距離主恒星為596萬公裡,它的公轉周期為8.4個地球日,過一年隻要8.4天,它比地球大了30%至40%。

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這兩顆都是潛在适居的系外行星,而LP 890-9c更是被認為是已知第二适居的系外行星。它接收到的恒星輻射能量大約是地球的90%,如果它擁有大氣層,那麼,表面很有可能存在液态水海洋,這樣就有條件進化出類似于地球生命的外星生命。

但不像地球那樣每個面都能照射到太陽,LP 890-9c已經處于潮汐鎖定的狀态,也就是自轉和公轉周期同步,它自轉一圈也是8.4個地球日,這使得它有一側永遠朝向主恒星,而另一側永遠背對主恒星。

科學發現2顆超級地球(新發現兩顆超級地球)7

這就像月球相對于地球那樣,月球因為被地球潮汐鎖定,永遠隻有一面對着地球。在LP 890-9c上,一側永遠是白天,一直被恒星照亮,而另一側永遠是黑夜。

天文學家之所以這麼看好LP 890-9c,還有一個原因是它已經存在了極為漫長的時間。據估算,LP 890-9的年齡長達72億年,這比太陽更老26億年。在漫長的時間長河中,LP 890-9c也許早已進化出生命,甚至有可能比地球更早出現智慧物種。

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另外,LP 890-9作為一顆質量極低的紅矮星,其壽命也極為漫長,至少為數千億年(太陽僅為100億年),這要遠遠長于目前138億年的宇宙年齡。也就是說,在如今的宇宙中,還沒有出現死亡的紅矮星。

LP 890-9c與地球既有相似之處,又存在很大的不同。也許這顆星球上會出現人類無法想象的外星生命,當然,也有可能這顆星球上荒涼一片,沒有任何生機。想要揭開這個謎團,最好的方法無疑是去造訪這顆星球。

前往105光年之外

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從宇宙尺度來看,距離我們僅有105光年的LP 890-9c,可以視為地球的近鄰。不過,對于渺小的人類而言,這個距離還是非常遠的,即便以光速飛向這顆星球,也要105年的時間才能到達,相當于耗費了一個人的一生時間。

假如目前正在飛向宇宙深處的旅行者1号前往這顆星球,它以16.9公裡/秒的速度前進,到達那裡将是在186萬年之後。如此看來,前往那裡探測是否完全沒有可能?

根據愛因斯坦的相對論,宇宙中最快的速度為光速,這看似限制了人類的宇宙飛行,但其實不然。相對論還表明,時間在不同參照系中的相對流逝速率是不一樣的,越接近光速,流逝速率越慢。具體計算公式如下:

科學發現2顆超級地球(新發現兩顆超級地球)10

如果宇宙飛船的速度能夠達到光速的99.545%,隻需10年就能到達LP 890-9c。而如果速度能夠達到光速的99.995%,飛船上過1天将相當于地球上過3個多月,所以隻要1年的時間就能到達。

理論上,未來人類可以通過相對論效應實現星際飛行。同樣地,先進的外星文明也可以用類似的方法,甚至通過制造連接宇宙空間兩端的蟲洞,從遙遠的外星世界飛到地球上。

科學發現2顆超級地球(新發現兩顆超級地球)11

不過,著名宇宙學家霍金曾對此表示擔憂,因為我們不清楚外星文明是否抱有善意,如果不是,或給人類文明帶來未知的風險。也正因為如此,他反對人類在宇宙中暴露自己,他認為我們不該主動接觸外星文明。

參考文獻

[1] L. Delrez, C.A. Murray, F.J. Pozuelos, et al. Two temperate super-Earths transiting a nearby late-type M dwarf, Astronomy & Astrophysics, 2022, DOI: 10.1051/0004-6361/202244041.

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